Раздел 3
ВОЗДУШНЫЕ И КАБЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ
3.1. ВОЗДУШНЫЕ ЛИНИИ
Общая протяженность ВЛ напряжением 110 кВ и выше по состоянию на начало 2004 г. составила 454 тыс. км в одноцепном исчислении, а динамика роста протяженности ВЛ этих классов напряжений в России за 1986–2003 гг. приведена на рис. 1.1.
3.1.1. Общие сведения
Пропускная способность ВЛ устанавливается на основе расчета электрической сети. Средние значения дальности передачи и пропускной способности по линиям электропередачи напряжением 110–1150 кВ приведены в табл. 3.1.
Таблица 3.1
Пропускная способность линий электропередачи 110–1150 кВ
Напряжение, кВ
|
Сечение фазы, мм2
|
Пропускная способность ВЛ, МВт
|
Длина линии
электропередачи, км
|
Натуральная
|
При плотности тока 0,9 А/мм2
|
Предельная (КПД = 0,9)
|
Средняя
(между двумя соседними ПС)
|
110
|
70-240
|
30
|
11-37
|
80
|
25
|
150
|
150-300
|
60
|
31-63
|
250
|
20
|
220
|
240-400
|
135
|
74-123
|
400
|
100
|
330
|
2x240-2x400
|
360
|
221-368
|
700
|
130
|
500
|
3x330-3x500
|
900
|
630-1064
|
1200
|
280
|
750
|
5x300-5x400
|
2100
|
1500-2000
|
2200
|
300
|
1150
|
8x300-8x500
|
5200
|
4000-6000
|
3000
|
-
|
Примечание.
Для ВЛ 750-1150 кВ плотность тока принята равной 0,85 А/мм2.
Линии электропередачи состоят из ВЛ основной и распределительной сети. ВЛ основной сети обеспечивают связь между крупными электростанциями и передачу мощности от них в районы потребления электроэнергии. ВЛ распределительной сети обеспечивают передачу электроэнергии от ПС основной сети и электростанций к потребителям электроэнергии.
При проектировании основной электрической сети энергосистем рекомендуется:
намечать линии электропередачи через крупные узлы нагрузки, избегать прямых связей между электростанциями;
производить выбор схемы присоединения электростанции и ПС к основной сети с учетом надежности питания узла электрической сети и необходимости обеспечения транзита мощности по ВЛ;
сооружать между двумя узлами сети по одной трассе, как правило, не более двух линий электропередачи одного напряжения. При необходимости дополнительного усиления сети следует рассматривать целесообразность сооружения ВЛ по другим направлениям или выполнение электропередачи на более высоком напряжении.
Проектирование распределительной сети энергосистем осуществляется с учетом следующего:
в районах с малым охватом территории сетями при близких значениях технико-экономических показателей вариантов развития сети рекомендуется отдавать предпочтение сооружению ВЛ по новым трассам;
в крупных городах и промышленных районах с большой концентрированной нагрузкой по одной трассе может предусматриваться строительство двух и более ВЛ;
при прохождении ВЛ по территории городов, промышленных районов, на подходах к электростанциям ПС, в стесненных условиях, лесных массивах и т. д. ВЛ рекомендуется выполнять на двухцепных опорах. При этом подвеска одной цепи рекомендуется в случае, когда необходимость ввода второй цепи возникает в срок более трех лет после ввода первой, а также когда отключение первой цепи на время проведения работ по подвеске второй допустимо по условиям электроснабжения. Допускается подвеска на одних опорах ВЛ разных классов напряжений;
при питании ПС с потребителями первой категории применение двух одноцепных ВЛ вместо одной двухцепной допускается при наличии обоснований.
При развитии распределительных сетей отдельных номинальных напряжений необходимо учитывать следующие рекомендации.
При напряжении сети 220–330 кВ:
использовать в сети одно- и двухцепные ВЛ 220–330 кВ;
при питании ПС по одноцепной ВЛ с двухсторонним питанием общее число промежуточных ПС не должно превышать трех, а длина такой ВЛ, как правило, не должно быть больше 250 км;
присоединять к двухцепной ВЛ 220 кВ с двухсторонним питанием до пяти промежуточных ПС. При этом присоединение ПС рекомендуется принимать по схеме «мостик» или блочной схеме (от одной или двух ВЛ 220 кВ);
проектировать сеть 220–330 кВ внешнего электроснабжения крупных и крупнейших городов с использованием принципа кольцевой конфигурации. В системе электроснабжения таких городов рекомендуется предусматривать сооружение не менее двух ПС 220–330 кВ, через которые осуществляется связь с сетью энергосистемы, а питающие ВЛ рекомендуется прокладывать по разным трассам. При присоединении сети крупных и крупнейших городов к энергосистеме рекомендуется обеспечивать минимальные транзитные перетоки мощности через городскую сеть. Общее количество и пропускная способность линий, связывающих сети таких городов с энергосистемой, рекомендуется выбирать с учетом обеспечения питания городских потребителей без ограничений при отключении двухцепной питающей ВЛ 220 кВ;
выполнять, как правило, ПС 220–330 кВ двухтрансформаторными. При большой концентрации нагрузок ПС 330 кВ могут выполняться с установкой трех–четырех трансформаторов. Установка на ПС одного трансформатора допускается временно при обеспечении резервирования потребителей.
При напряжении сети 110 кВ:
не допускать сооружения новых протяженных ВЛ 110 кВ параллельно существующим ВЛ 220 кВ;
использовать в качестве источников питания сети 110 кВ ПС 220– 330/110 кВ, имеющие независимые питающие линии, и шины 110 кВ электростанций;
обеспечивать двухстороннее питание ПС, присоединенных к одно-цепной ВЛ 110 кВ. Длина такой ВЛ, как правило, не должна быть более 120 км, а количество присоединяемых промежуточных ПС – более трех. Присоединение к такой ВЛ двухтрансформаторных ПС рекомендуется по схеме «мостик». При однотрансформаторной ПС (первый этап развития двухтрансформаторной ПС) присоединение к линии осуществляется по блочной схеме. Допускается присоединение ПС к одноцепной тупиковой ВЛ 110 кВ только па первом этапе развития сети. При этом резервирование ответственных потребителей должно быть обеспечено по сети вторичного напряжения;
осуществлять применение двухцепных ВЛ с двухсторонним питанием в системах электроснабжения крупных городов, а также в схемах внешнего электроснабжения потребителей транспортных систем (электрифицированные участки железных дорог, продуктопроводов и т.п.). К таким ВЛ рекомендуется присоединение не более пяти промежуточных ПС, с чередованием ПС но схеме «мостик» и блочной схеме;
применять двухцепные тупиковые ВЛ в схемах электроснабжения крупных городов, промузлов, промышленных предприятий и т. п. с присоединением к такой ВЛ до двух ПС 110 кВ. При этом потребители первой категории таких ПС должны резервироваться по сети вторичного напряжения. К двум одноцепным тупиковым ВЛ может быть присоединено до трех ПС.
При напряжении сети 35 кВ:
не допускать сооружения новых протяженных ВЛ 35 кВ параллельно существующим ВЛ 110 кВ и не сооружать новые ВЛ 35 кВ протяженностью свыше 80 км;
оценивать целесообразность сооружения новых ВЛ 35 кВ в габаритах 110 кВ;
рассматривать возможность перевода существующих ВЛ 35 кВ на напряжение 110 кВ;
использовать преимущественно одноцепные ВЛ 35 кВ с питанием от разных ПС 110–220 кВ или разных секций (систем шин) одной ПС.
Трасса ВЛ выбирается по возможности кратчайшей с учетом условий отчуждения земли, вырубки просек, комплексного использования охранной зоны и приближения к дорогам и существующим ВЛ.
Протяженность намечаемых ВЛ при отсутствии более точных данных может быть принята на 20–25 % больше воздушной прямой (большее значение относится к территориям с высокой плотностью застройки, развитой сетью дорог и инженерных коммуникаций, интенсивной хозяйственной деятельностью). В районах городской и промышленной застройки, а также в других сложных случаях длину ВЛ следует принимать с учетом конкретных условий.
Вблизи промышленных предприятий трассы ВЛ, как правило, располагаются вне зон действия ветра преобладающего направления от источников загрязнения.
На железобетонных опорах сооружаются двухцепные ВЛ до 220 кВ включительно. В последние 10–15 лет строительство ВЛ 500 кВ на железобетонных опорах составляло около 40 % общего ввода новых ВЛ. На ВЛ 750–1150 кВ используются металлические опоры. В условиях, когда доставка железобетонных опор па трассу ВЛ затруднена, рекомендуется использовать металлические опоры.
На ВЛ напряжением 35 кВ и выше рекомендуется применять сталеалюминевые провода. Использование алюминиевых проводов и проводов из алюминиевого сплава обосновывается расчетами. На больших переходах через водные пространства (ущелья) при наличии технической целесообразности в качестве проводов могут применяться стальные канаты.
Обозначения марок проводов для ВЛ электропередачи приведены ниже.
Провод скрученный из алюминиевых проволок.....................................А
Провод из алюминиевых проволок и стального сердечника.................АС
Провод марки АС, у которого стальной сердечник покрыт
смазкой повышенной теплостойкости и изолированной пленкой.......АСК
Провод, скрученный из проволок нетермообработанного
алюминиевого сплава...............................................................................АН
Провод, скрученный из проволок термообработанного
алюминиевого сплава..............................................................................АЖ
Сталеалюминевый провод марки АСК, у которого
межпроволочное пространство заполнено смазкой..........................АСКП
Сталеалюминевый провод марки АСК, у которого
межпроволочное пространство заполнено смазкой...........................АСКС
Срок службы алюминиевых и медных проводов составляет 45 лет, проводов марки АЖ и АН – 25 лет.
В последние годы на ВЛ 6–10–35 кВ получили распространение самонесущие изолированные провода (СИП). Последняя конструкция такого провода – СИП-3. Это одножильный самонесущий провод с защитным покровом. Жила выполнена из алюминиевого сплава высокой прочности или из сталеалюминия.
Рекомендуемая область применения проводов различных марок приведена в табл. 3.2.
Таблица 3.2
Рекомендуемая область применения проводов различных марок
Область применения
|
Марка провода
|
Номинальное сечение, мм2
|
Отношение сечений алюминиевой части провода к сечению стального сердечника
|
Районы с толщиной стенки гололеда до 20 мм
|
АС
АЖ
|
До 185
240 и более
120-185
|
6-6,25
7,71-8,04
|
Районы с толщиной стенки гололеда более 20 мм
|
АС
|
До 95
120-400
500 и более
|
6 4,29-4,39
7,71-8,04
|
На побережье морей, соленых озер, в районах засоленных песков, в промышленных районах, где сталеалюминевые провода разрушаются от коррозии
|
АСК, АСКС, АСКП
|
120-300
|
6,11-6,25
|
Сети сельскохозяйственного назначения напряжением до 110 кВ
|
А
Ж
|
50-240
50-185
|
–
|
Ориентировочная ширина коридоров ВЛ, а также площади постоянного отвода земли под опоры ВЛ приведены в табл. 3.3 и 3.4. Критерии определения площадей отвода земли под опоры ВЛ приведены в постановлении Правительства РФ от 11 августа 2003 г. № 486.
Таблица 3.3
Ориентировочная ширина коридоров ВЛ
Напряжение
ВЛ, кВ
|
Ширина коридора, м
|
Одной ВЛ (одноценная или двухцепная)
|
для каждой дополнительной ВЛ прибавляется
|
для каждой дополнительной ВЛ на подходах к ПС и стесненных участках
прибавляется
|
20
|
26
|
14
|
8,5
|
35
|
38
|
21(23)
|
12
|
ПО
|
50
|
28(35)
|
15
|
150
|
60
|
34
|
16
|
220
|
64
|
38(41)
|
21
|
330
|
78
|
40(44)
|
28
|
500
|
84
|
50
|
43
|
750
|
120
|
75
|
60
|
1150
|
160
|
100
|
80
|
Примечание.
В скобках приведены данные для двухцепных опор.
Таблица 3.4
Площадь постоянного отвода земли для типовых опор ВЛ
Напряжение ВЛ, кВ
|
Характеристика промежуточной опоры
|
Размер постоянного отвода земли на1кмВЛ м2
|
Стальные опоры
|
Железобетонные опоры
|
35-110
|
Одностоечная
|
65-70
|
35-40
|
220-330
|
Свободностоящая
|
80-115
|
135-90
|
500-750
|
Железобетонная свободностоящая, стальная на оттяжках
|
520-1215
|
170
|
1150
|
Стальная па оттяжках
|
4000
|
-
|
Расчетные данные сталеалюминевых, алюминиевых и проводов из алюминиевых сплавов приведены в табл. 3.5 и 3.6.
Таблица 3.5
|
